La intel·ligència artificial permet que un home amb tetraplegia recuperi la sensació i el moviment de braç i mà

En un assaig clínic únic en el seu tipus, investigadors, enginyers i cirurgians de medicina bioelectrònica dels Instituts Feinstein per a la Investigació Mèdica de Northwell Health, als Estats Units, han aconseguit implantar amb èxit microxips al cervell d'un home que viu amb paràlisi i van desenvolupar algorismes d' intel·ligència artificial (IA) per tornar a vincular el cervell amb el cos i la medul·la espinal .

Aquest bypass neural doble forma un pont electrònic que ha permès que la informació flueixi una vegada més entre el cos i el cervell paralitzats de l'home per restaurar el moviment i les sensacions a la mà amb guanys duradors al braç i canell fora del laboratori.

"Aquesta és la primera vegada que el cervell, el cos i la medul·la espinal es vinculen electrònicament en un humà paralitzat per restaurar el moviment i la sensació duradors", ha assenyalat Chad Bouton, desenvolupador de la tecnologia i investigador principal de l'assaig clínic.

"Quan el participant de l'estudi pensa a moure el braç o la mà, 'sobrecarregam' la medul·la espinal i n'estimulem el cervell i els músculs per ajudar a reconstruir les connexions, brindar retroalimentació sensorial i promoure la recuperació. Aquest tipus de teràpia impulsada pel pensament canvia les regles del joc. El nostre objectiu és fer servir aquesta tecnologia algun dia per brindar-los a les persones que viuen amb paràlisi la capacitat de viure una vida més plena i independent", ha explicat.

Paralitzat del pit cap avall, Keith Thomas, de 45 anys, de Massapequa, Nova York, és el primer a utilitzar aquesta tecnologia. Durant l'apogeu de la pandèmia, el 18 de juliol de 2020, un accident de busseig li va provocar una lesió al nivell C4 i C5 de les vèrtebres de la columna, cosa que el va deixar incapaç de moure's i sentir del pit cap avall. Només i aïllat a l'hospital durant més de sis mesos, Thomas va trobar una nova esperança en participar a l'assaig clínic del doctor Bouton.

"Hi va haver un temps en què no sabia si viuria, o si volia, francament. I ara, puc sentir el toc d'algú sostenint la meva mà. És aclaparador. L'únic que vull fer és ajudar els altres. Sempre ha estat en allò que sóc millor. Si això pot ajudar algú fins i tot més del que m'ha ajudat a mi en algun moment, val la pena", ha afirmat el pacient.

Aquest avenç s'ha donat a conèixer quatre mesos després que se li fa una complexa cirurgia de cervell de 15 hores, que es va dur a terme el 9 de març a l'Hospital Universitari de North Shore (NSUH). Els investigadors i metges van passar mesos mapejant el cervell de Thomas usant ressonàncies magnètiques funcionals per ajudar a identificar les àrees responsables del moviment del braç i per la sensació del tacte a la mà.

Armats amb aquesta informació, els cirurgians van realitzar l'operació, durant la qual el participant de l'estudi estava despert i els feia retroalimentació en temps real als cirurgians. Mentre exploraven parts de la superfície del seu cervell, Thomas els deia quines sensacions sentia a les mans.

"Com que teníem les imatges de Keith i ens parlava durant parts de la seva cirurgia, sabíem exactament on col·locar els implants cerebrals. Inserim dos xips a l'àrea responsable del moviment i tres més a la part del cervell responsable del tacte i la sensació a els dits", ha assenyalat Ashesh Mehta, professor de l'Institut de Medicina Bioelectrònica dels Instituts Feinstein, director Northwell's Laboratory for Human Brain Mapping i el cirurgià que va fer l'implant cerebral.

De tornada al laboratori, a través de dos ports que sobresurten del cap del pacient, es connecta a un ordinador que utilitza IA per llegir, interpretar i traduir els seus pensaments en acció, el que es coneix com a teràpia impulsada pel pensament i la base de lenfocament de derivació neuronal doble.

Quan Thomas pensa a prémer la mà, envia senyals elèctrics des del seu implant cerebral a un ordinador, que envia senyals als pegats d'elèctrodes altament flexibles i no invasius que es col·loquen sobre la columna vertebral i els músculs de la mà ubicats a l'avantbraç per a estimular i promoure la funció i la recuperació. Petits sensors a la punta dels dits i el palmell de la mà envien informació tàctil i de pressió de tornada a l'àrea sensorial del seu cervell per restaurar la sensació.

Aquest pont electrònic de dos braços forma el nou bypass neural doble destinat a restaurar tant el moviment com el sentit del tacte. Al laboratori, Thomas ha pogut moure els braços a voluntat i sentir el tacte de la seva germana mentre sosté la mà per recolzar-lo. Aquesta és la primera vegada que sent alguna cosa aquests tres anys transcorreguts des del seu accident.

Sorprenentment, els investigadors assenyalen que Thomas ja comença a veure una recuperació natural de les seves lesions gràcies a aquest nou enfocament, que podria revertir part del dany per sempre. La força del seu braç s'ha duplicat més des que es va inscriure a l'estudi i comença a experimentar noves sensacions a l'avantbraç i al canell, fins i tot quan el sistema està apagat.

Fins ara investigacions anteriors del professor Bouton, i d'altres grups, havien utilitzat un sol bypass neural per ajudar les persones a moure les extremitats paralitzades amb els pensaments. En aquests casos, els metges van implantar un o més microxips al cervell que van evitar completament la lesió de la medul·la espinal i van utilitzar estimuladors per activar els músculs objectiu.

Tot i això, aquest enfocament només va funcionar mentre els participants estaven connectats als ordinadors, sovint només disponibles en laboratoris, i no va restaurar el moviment i la sensació a l'extremitat real mentre promovia la plasticitat per a una recuperació natural duradora.

L'esperança és que el cervell, el cos i la medul·la espinal tornin a aprendre a comunicar-se, i es forgin noves vies al lloc de la lesió gràcies al doble bypass neural, similar a com es pot regenerar un ronyó per superar un trauma o una malaltia .